涵养水源是生态公益林的主要功能之一, 具有很强的非排他性和非竞争性, 受益主体范围广, 属于公共物品。在生态公益林经营管护中, 经营主体将自身利益置于首位, 不同权属的经营主体因利益需求差异而产生经营管护行为的不同^[1]。因此权属变动可能会影响到生态公益林的水源涵养能力。2001年福建省在全国率先开展新一轮集体林权制度改革(下文称为“林改”), 进一步明晰了林地使用权、林木所有权和使用权的归属^[1-2]。改革后, 生态公益林的面积^[3]、权属结构和管护行为均发生较大变化^[4], 水源涵养能力也随之发生变化。测算生态公益林水源涵养能力变化情况, 探讨其原因, 可以为深化林改, 精准提升生态公益林质量和水源涵养能力提供决策参考。

关于生态公益林水源涵养能力问题, 国外学者研究发现, 森林水源涵养能力受林地质量、降雨、森林类型及覆盖率等自然因素直接影响^[5-7]；同时森林权属结构、经营制度、林农个人特征和就业环境等^[7-9]社会与经济因素通过改变经营目的与经营行为影响森林水源涵养能力。实证发现, 在瑞典包括水源涵养能力在内的森林生态效益提升得益于共有产权方式的经营^[10], 在匈牙利私有林的水源涵养能力等生态综合效益受到私有经营方式的负面影响显著^[11], 在波兰私人所有林的生态效益受社会变革影响要远远高于公共所有林^[12]。国内学者则从森林自然禀赋和经营管护方面, 对生态公益林水源涵养能力进行探讨。实证发现, 生态公益林水源涵养功能受林种、林龄和经营管理影响较大^[13]；生态林林种结构对水源涵养的影响明显^[14], 其中针阔混交林有利于提高水源涵养能力^[15]；森林生态系统中林木成熟度越高, 单位面积水源涵养能力就越高^[16], 林地坡度越缓水源涵养能力越优^[17], 生态工程实施能够提高森林水源涵养能力^[18]；同时采伐强度通过改变林分结构, 对森林水源涵养能力具有决定性影响；并证明对生态公益林进行近自然经营是提高森林质量和生态效益的有效途径^[19-20]。在实践中发现, 短时间内改变立地质量、坡度和树龄等自然禀赋十分困难, 但通过引导经营主体的经营行为来提高生态公益林水源涵养能力是可能的。尤其林权归属会影响林业投入意愿^[21]和采伐行为^[22], 是影响生态公益林经营行为的重要因素, 应被纳入生态公益林水源涵养能力影响因素分析的范畴。

总结发现, 现有关于林权归属对生态公益林水源涵养能力影响的实证研究较少。而林改以维护生态安全为重要目标, 以林权变动为特征, 林改后生态公益林水源涵养能力如何变动, 林权变动是否影响生态公益林水源涵养能力变化, 对此问题的研究, 能够对现有研究进行补充。为此本文聚焦林改后林权结构变化对生态公益林水源涵养能力变化的影响, 并选择林改发源地和国家生态文明试验区福建省为研究区域, 以村为样本, 基于5县(区)723个村1999年与2009年(林改前后)的二类清查数据, 分析林改前后生态公益林水源涵养量变化情况, 并探讨林权结构变化与自然禀赋变化对生态公益林水源涵养能力变化的影响规律, 以期为精准提升生态公益林质量和生态功能提供参考。

1 研究方法与数据来源 1.1 研究方法 1.1.1 研究框架与研究假设

水源涵养是生态公益林经营过程中提供的一种生态服务。水源涵养量主要取决于立地条件、森林面积、森林质量(蓄积量、起源、郁闭度、平均胸径、平均树高和林种等)、降雨量等自然因素以及经营管护行为等社会因素^[23-26]。但除立地条件和降雨量外, 森林面积与林业投资行为有关, 林种和树种等由林农自主选择, 林龄及蓄积量等森林质量取决于采伐政策、采伐周期及经营管护水平。因此生态公益林水源涵养量与经营管护行为密切相关。产权作为影响林业经营行为最为重要的因素之一, 产权的明晰程度及归属的变动会直接影响林业经营行为^{[1-2, 27]}。林改后, 林农经营自主权提高, 在政策范围内可自由选择林种和树种, 自主进行经营管护和采伐。为了揭示林改后生态公益林水源涵养能力变化规律及原因, 本文拟用综合畜水能力法^[19]测算分析林改后生态公益林水源涵养能力变化情况, 并将社会因素和自然因素相结合, 分析找出关键影响因素, 研究框架如图 1所示。

基于以上研究框架进一步分析可知, 首先, 产权结构变动对生态公益林水源涵养能力变动具有显著影响。在现行政策体系下, 生态公益林补偿额度与所提供的生态服务质量脱钩^[28], 并存在生态服务绩效考核机制缺失, 经营主体为优先自我需求, 常将生态服务列为经营的副产品^[29]。在不同产权归属中, 生态公益林产权主体与生态服务对象的不一致, 导致了生态服务正外部性大小的差异, 进而表现出经营行为的不同。而正外部性大小取决于所有权主体与服务对象的重合度, 其中, 国有权属重合度最高正外部性最小, 集体权属居中, 私有权属重合度最低正外部性最大。与此同时, 由于委托代理关系的存在, 生态公益林所有者与经营者在改善水源涵养能力方面的目标可能并不一致, 不同权属的委托代理关系也存在差异, 最终影响生态公益林的水源涵养能力。

基于上述分析, 提出研究假设H1：产权结构变动对生态公益林水源涵养能力变动具有显著影响。其中, 国有权属面积占比提高越多, 越有利于提高生态公益林单位面积水源涵养量。

其次, 资源结构、经营条件变动与产权变动相互关联, 对生态公益林水源涵养能力变动具有显著影响。资源结构是反映森林质量的重要指标, 经营条件是影响林业经营管护水平的重要因素, 二者受树种选择、经营周期、管护力度等经营行为影响较大, 常与产权变动相互关联。生态公益林产权结构的变动会引起所有权主体、承包权主体和经营权主体的变化；不同的产权主体和经营主体的经营目标差异, 将直接表现出不同的经营方式, 从而改变生态公益林的资源结构和经营条件, 最终影响生态公益林的水源涵养能力。

基于上述分析, 提出研究假设H2：资源结构变动与产权变动相互关联, 对生态公益林水源涵养能力变动具有显著影响。

研究假设H3：经营条件与产权变动相互关联, 对生态公益林水源涵养能力变动具有显著影响。

1.1.2 综合蓄水能力法

相对于冠层截留余量法、土壤蓄水能力法、降水量储存法、水量平衡法、径流系数法等水源涵养能力评价方法^{[13, 15, 18, 20]}, 综合蓄水能力法^[27]涵盖了森林的冠层、枯枝落叶层和土壤层^[30-31], 更加全面和准确, 故本文采取该方法对生态公益林的水源涵养能力进行测算。公式如下：

(1)

式中, S_i×M×α_i为冠层截流量, S_{1 i}×β_i为枯枝落叶层蓄水量, S_i×H_i×γ_i为土壤层蓄水量；S_i为第i种植被类型的面积(m²), S_{1 i}为第i种植被类型的面积(hm²)；M为该区域平均年降水量(m)；α_i为第i种植被类型的冠层截留率(%)；β_i为第i种植被类型枯枝落叶最大持水量(m³/hm²)；H_i为第i种植被类型下土层厚度(m)；γ_i为第i种植被类型下土壤的非毛管孔隙度(%)。

水源涵养能力变化量计算公式如下：

(2)

式中, Y_i为第i村单位面积水源涵养能力变化量(m³)；Q_{i 2009}为第i村2009年生态公益林的涵养水源能力；Q_{i 1999}为第i村1999年生态公益林的涵养水源能力；S_i(total)2009为第i村2009年生态公益林的总面积；S_{i (total)1999}为第i村1999年生态公益林的总面积。

1.1.3 分析模型

本文采用经典的多元线性回归模型进行影响因素分析。以村为样本, 因变量为单位面积生态公益林水源涵养量的变化量, 解释变量为不同林权归属的生态公益林占该村生态公益林面积比重的变化量、部分可能相关因素的面积占该村生态公益林面积比重的变化量及其他可能相关因素的变化量, 模型如下：

(3)

式中, Y为单位面积水源涵养能力的变化量；ɑ为回归常数项；β₁, β₂, …, β_i为各自变量的回归系数；X₁, X₂, …, X_i为包括林权归属变化等在内的影响因素, i表示变量的个数；ε为随机干扰项。

1.1.4 变量设置

为了减少基期自然条件的影响, 本文用两次二类清查数据的变动值进行分析。因变量为生态公益林水源涵养能力的变化量, 用单位面积变化值来表征, 计算公式如式(2)所示。由于产权结构变动可直接反映林改情况, 并为影响经营行为的关键因素。因此在自变量选择中, 将国有权属、集体权属和私有权属的面积占比变化作为林改关键变量, 将生态公益林、人工林、天然林、防护林以及特殊用途林的面积占比变化作为资源结构变量。考虑到生态公益林自然因素对水源涵养能力的作用, 从而影响测量林改对水源涵养能力作用的科学性, 故将蓄积量变化、立地质量变化、常年降水量、平均郁闭度变化量、平均胸径变化量和平均树高变化量作为经营条件变量和控制变量。各自变量的内涵及可能的影响方向如表 1所示。

1.2 数据来源

数据来源于福建省1999年与2009年林业二类清查, 调查每10年1次, 目前可获取的历史数据仅为这两期。福建林改集中于2001年至2004年完成。这两期清查数据恰好涵盖了林改前后生态公益林的资源情况, 适用于林改前后的对比分析。并且在森林生长周期较短的南方林区, 林改后5—7年的生长期使其生态变化已表现明显。因此, 本文分别选取福建南部的永春县、中部的梅列区、尤溪县和北部的顺昌县、延平区5个县(区)的723个村为样本(二类清查数据以林班为单位, 通过计算得出以村为单位的数据情况)；其中, 永春县172个、尤溪县236个、延平区197个、顺昌县98个、梅列区20个, 样本县区域分布如图 2所示。

相关参数的选取上, 按优势树种将生态公益林类型分为：杉木林、马尾松林、其他针叶林、阔叶林、灌木林、竹林和经济林, 对该区域森林水源涵养量进行测算, 各系数值如表 2所示。

平均年降水量M取自《福建省气候公报(2009年)》中样本县(区)的常年值, 如表 3所示。

2 数据处理与结果分析 2.1 数据基本情况

723个样本村数据基本情况如表 4。1999年至2009年由于林改生态公益林权属结构情况有所变化。国有权属、集体权属和私有权属生态公益林面积占比变化平均值分别为0.09、-0.14和0.05。这表示国有权属与私有权属的生态公益林面积在增加, 并且国有权属增加比例要大于私有权属增加比例, 集体权属的生态公益林比例在减少。该变化主要原因是2001年开始的集体林权制度改革, 许多村以“分林到户”的方式把集体林承包给农户, 部分生态公益林也在被分之列；同时政府通过向集体和私人赎买方式扩大国有生态公益林面积。此外, 生态公益林郁闭度的变化平均值为0.06, 立地质量肥沃的面积占比变化平均值为0.01, 蓄积量变化平均值为28.01, 说明生态公益林质量在不断提高。特殊用途林面积在增加, 其面积占比变化平均值为0.05。平均蓄积量、平均胸径和平均树高的变化量标准差分别为39.24、6.33、2.84, 代表生态公益林的林木蓄积量、胸径、树高差异较大。

2.2 林改后生态公益林水源涵养能力变动情况分析

根据综合蓄水能力法对样本村生态公益林水源涵养能力进行测算。结果如图 3、4和5所示：林改前后(1999年、2009年)5县(区)生态公益林面积变动率为：顺昌县>尤溪县>梅列区>延平区>永春县；水源涵养能力变动率为：顺昌县>尤溪县>梅列区>延平区>永春县；单位面积涵养水源能力变动率为：永春县>尤溪县>顺昌县>梅列区>延平区。从空间分布看, 区域内生态公益林水源涵养能力增加与该区域生态公益林面积增加有密切联系；而区域内生态公益林单位面积水源涵养能力变化则不同, 根据表 3可知5县(区)常年平均降水情况为：永春县>顺昌县>梅列区>延平区>尤溪县, 说明单位面积水源涵养能力的变动受区域降水量影响之外, 还可能受到自身禀赋和经营行为等因素影响。

从图 3、4和5可以看出, 林改后5县(区)生态公益林水源涵养能力整体水平在提升, 其中增幅较大的是顺昌县和尤溪县, 其变动率分别达到了46.84%与41.13%；这主要得益于面积的增加。林改后5县(区)生态公益林面积都有所增加；尤其是顺昌县和尤溪县增加较为明显, 变动率分别为47.22%和39.05%；但单位面积水源涵养量除了永春和尤溪外其他3县(区)都有所下降, 其中增加最多的是永春县变动率达到2.11%, 减少最多的是延平区变动率为-1.21%。由此可见, 林改后生态公益林总体水源涵养能力得到了提高, 但单位面积水源涵养能力之间存在差异, 部分区域单位面积水源涵养能力小于林改前。说明生态公益林水源涵养效益受到一些因素的影响, 效率不高。

2.3 水源涵养能力变化的影响因素分析

应用STATA软件对723个样本村数据进行回归, 分析找出影响生态公益林水源涵养能力变化的关键因素。由于林权归属(国有、集体或私有)、林种(防护林或特殊用途林)和林业类别(天然林或人工林)为虚拟变量, 需设置对照组。在模型(1)中将私有权属、天然林和特殊用途林设为对照组, 在模型(2)中将集体权属、天然林和特殊用途林设为对照组, 在模型(3)中将国有权属、天然林和特殊用途林设为对照组, 回归结果如表 5所示。为避免多重共线问题, 对变量进行了VIF检验, 结果VIF值均小于10且均值小于2, 排除多重共线问题, 回归结果有效。

由表 5可知, 林权归属变化对生态公益林水源涵养能力变化存在显著影响。无论是以集体权属还是以私有权属为参照, 国有权属对生态公益林水源涵养能力变动存在显著正向影响, 与假设相同。其主要原因是国有生态公益林的经营管护主体(国有林场)在资金、技术和人员方面具有优势, 且有提高生态公益林生态功能的积极性和考核要求。另外, 国有权属生态公益林的立地质量、区位与经营条件同其他权属公益林相比具有优势, 水源涵养能力提升的潜力较大。集体权属变化相对于国有权属变化, 对生态公益林水源涵养能力变化存在显著负向影响, 相对于私有权属变化, 未产生显著影响。其主要原因是集体所有的生态公益林缺乏有效的管护主体, 多数由驻村护林员进行管护。护林员与国有林场相比, 管护条件差, 还缺乏提升生态公益林水源涵养能力的有效激励, 仅以巡山防护为主。由于委托代理关系的存在, 集体生态公益林“放任不管”式管护起到了类似于“封山育林”的效果, 比私有生态公益林经营主体的非木质利用行为更有利于水源涵养能力提高；但在防偷盗和防止他人不可持续利用方面的力度, 明显弱于私有生态公益林林主。集体权属相对私有权属是否有利于提高生态公益林水源涵养能力取决于何种影响更大？不同样本在此方面的差异较大, 进而导致集体权属相对私有权属的影响并不显著。

在资源结构、经营条件和外部环境方面, 平均蓄积量变化、人工林面积占比变化、防护林面积占比变化、生态公益林面积变化和常年降水量对生态公益林水源涵养能力变动产生显著影响。其中平均蓄积量变化量具有显著的负向影响, 主要原因是, 根据林木生长规律, 当林木过了速生期后, 达到近成或过熟林时, 蓄积量增长逐渐减缓, 但近成或过熟树林的水源涵养能力较强。人工林面积占比变动具有显著的正向影响, 主要原因是, 天然林水源涵养能力相对稳定, 人工林水源涵养能力提升的潜力较大, 当人工林面积占比增多时, 通过人工林的生长和经营管护, 水源涵养能力将会有较大幅度的提升。防护林面积占比变化具有显著的负向影响, 主要原因是, 本县域的防护林主要是水源涵养林、水土保持林、护岸林和护路林等, 而特殊用途林主要是国防林、自然保护区的森林、名胜古迹和革命纪念地的林木等, 后者相对前者而言采伐管控更加严格, 许多严禁采伐, 通过经营管理提升水源涵养能力的潜力较小。生态公益林面积变化具有显著的正向影响, 由于规模化经营管护需要一定的规模基础, 所以面积增多有利于发挥规模管护优势, 进而提升水源涵养能力。常年降水量具有显著的正向影响, 原因是降水量越大, 公益林冠层截留、枯枝落叶层持水和土壤层蓄水的数量随之增加, 则水源涵养能力提升越多。

3 结论与讨论

(1) 林改后生态公益林水源涵养量普遍增加, 服务效率却降多升少。林改后福建5个县(区)生态公益林水源涵养量随着面积的增加而提升, 但单位面积水源涵养能力变动的县域差异较大, 3个县(区)下降, 2个县(区)上升。单位面积水源涵能力的下降表明提供水源涵养服务的效率下降, 原因在于生态公益林质量和经营管理的下降。

(2) 产权归属对生态公益林水源涵养能力具有显著影响。就有利于单位面积水源涵养能力提升而言, 国有权属>集体权属>私有权属, 国有权属相对于集体权属或私有权属均呈现显著的正向影响。正外部性严重影响经营主体提升生态公益林水源涵养能力的积极性, 国有权属可以有效地内部化生态公益林生态服务的正外部性, 私有权属生态公益林生态服务的正外部性影响最大, 集体权属虽然可以在一定程度上内部化生态公益林生态服务的正外部性, 但在管护过程中存在较为严重的信息不对称, 且缺乏有效的激励约束机制。

(3) 资源结构、经营条件和外部环境从不同角度对生态公益林水源涵养能力提升产生显著影响。资源结构主要通过提升潜力方面影响水源涵养能力提升, 其中人工林与天然林相比提升潜力较大, 防护林与特殊用途林相比提升潜力较小, 成熟林提升潜力较小。经营条件主要通过规模效应影响水源涵养能力提升, 其中面积增加有利于规模化经营和管护。外部环境从压力强度和负荷率的角度影响水源涵养能力提升。

基于以上结论, 得出以下政策启示：

(1) 增加生态公益林面积的同时, 应瞄准生态服务效率提升, 建立以生态服务绩效为标准的补偿机制, 不断提高生态公益林质量和经营管理水平。

(2) 推进生态公益林政府回购。在财力允许的情况下, 运用赎买等方式^[32]将重点区域生态公益林变成国有；在无法赎买的区域, 逐步建立按生态服务绩效进行补偿的机制, 促进生态公益林涵养水源服务外部性内部化, 激发经营主体提升生态服务效率的积极性。

(3) 应从生态系统服务的角度重点挖掘林龄较小的人工林潜力, 做好天然林和防护林保护。扩大生态公益林规模, 加强生态公益林管护基础设施建设。

本研究受数据获取和技术可行的限制, 未对各影响因素之间的作用机理进行探讨。在今后的研究中, 应扩大研究范围与时间跨度, 进一步探讨各因素对生态公益林水源涵养效率的影响路径及机理。